【正文】 。 然后還要感謝大學(xué)三 年來所有的老師，為我們打下 堅實的 專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)， 他 們 在本次設(shè)計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設(shè)計，并承擔(dān)了大部分的工作量。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師 仍然細心地糾正 這過程 中的錯誤。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師 李 老師。 （ 5）解除電鎖：按下此鍵會檢查輸入的密碼是否正確，密碼正確即開鎖。 （ 3）密碼更改：按下此鍵時會將目前的數(shù)字設(shè)定成新的密碼。 本次課題的基于 CPLD/FPGA 電子密碼鎖的設(shè)計實現(xiàn)了以下幾個功能： （ 1）數(shù)碼輸入：每按下一個數(shù)字鍵，就輸入一個數(shù)值，并在顯示器上的顯示出該數(shù)值，同時將先前輸入的數(shù)據(jù)依序左移一個數(shù)字位置。若在系統(tǒng)中加入語音提示模塊，在按下的按鍵的同時給出語音提示，開啟或是關(guān)閉密碼鎖的同時給出語音提示，將會使該系統(tǒng)顯得更加人性化，更加接近成為一個成熟的產(chǎn)品。 本設(shè)計基本達到了作為數(shù)字密碼鎖的絕大部分的功 能，但是，還有許多不足或需要完善的地方。因此它體積小、功耗低、價格便宜，維護和升級都十分方便，具有較好的應(yīng)用前景?？朔藗鹘y(tǒng)電子密碼鎖可靠性差、價格高的缺點，提高了系統(tǒng)的性價比。 電子密碼鎖設(shè)計 31 5 總結(jié) 優(yōu)點 ： 本 課題 設(shè)計了一種新型的電子密碼鎖，其采用先進的 EDA 技術(shù) ,利用 MAX +PLUXⅡ 工作平臺， 使用了 CPLD/FPGA 芯片和 VHDL 語言。由于設(shè)計的是 4位數(shù)的數(shù)字密碼鎖 , 一位十進制數(shù)需要 4個二進制位表示 , 所以 顯示緩沖器必須是 16 位的 寄存器 。七段譯碼模塊把 4 位 BCD 碼譯成便于顯示的七段碼。多路選通器用于從顯示緩存器中選擇出電子密碼鎖設(shè)計 30 某一個 LED 的內(nèi)容用于顯示。 原理 顯示緩存器是一個存儲量為 16 位的寄存器，它用于存儲 LED 顯示 的內(nèi)容。 波形 圖 411如下： 圖 411 顯示部分的外部接口如上圖所示。 end process。 when others =dout=0000000。 when 1000=dout=1111111。 when 0110=dout=1011111。 when 0100=dout=0110011。 when 0010=dout=1101101。 PROCESS(bcd) 電子密碼鎖設(shè)計 29 begin case indata is when 0000=dout=1111110。 ARCHITECTURE rtl OF decoder7 IS signal indata:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 二進制輸入 dout :OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0))。 USE 。其中 CLK_SCAN 為掃描時鐘，LEDADDR 為當(dāng)前在現(xiàn)實的 LED 地址， LEDSEL 為輸出片選信號。 END rtl。 END CASE。 WHEN 3=ledsel=1000。 WHEN 1=ledsel=0010。 當(dāng)前顯示 LED 管地址 ledaddr=CONV_STD_LOGIC_VECTOR(t,4)。 END IF。 ELSE t=t+1。) THEN IF(t=t39。event AND clk_scan=39。 ARCHITECTURE rtl OF ledscan IS SIGNAL t :INTEGER RANGE 0 TO 3。 當(dāng)前顯示 LED 的地址，用于多路選通 ledsel :OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0))。 ENTITY ledscan IS PORT( clk_scan :IN STD_LOGIC。 USE 。 CLK_SCAN 是 300HZ 的時鐘。 電子密碼鎖設(shè)計 26 波形 圖 47如下： 圖 47 時鐘發(fā)生器用于產(chǎn)生掃描時鐘，其外部接口如圖所示。 END BLOCK COUNTER。 產(chǎn)生顯示器的掃描信號 從 CLK 對應(yīng)產(chǎn)生顯示器掃描序列 111011011011.0111 SEL= 1110 WHEN CLK_KEYBOARD=0 ELSE 1101 WHEN CLK_KEYBOARD=1 ELSE 1011 WHEN CLK_KEYBOARD=2 ELSE 0111 。 CLK_KEYBOARD=Q(5 DOWNTO 4)。 END PROCESS。 THEN Q=Q+1。Event AND CLK_4M=39。 Signal S:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0)。 BEGIN COUNTER:block SIGNAL SEL:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 ARCHITECTURE rtl OF led_clk_gen IS SIGNAL CLK,CLK_DEBOUNCE:STD_LOGIC。 電子密碼鎖設(shè)計 25 clk_scan :BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0))。 USE 。 USE 。 DATAOUT 為多路選通器的輸出。其中 DATAIN 為多路選通器的數(shù)據(jù)輸入，也是顯示緩沖器的輸出。 END rtl。 END CASE。 電子密碼鎖設(shè)計 24 WHEN0100=dataout=datain(15 DOWNTO 12)。 WHEN0001=dataout=datain(7 DOWNTO 4)。 輸出數(shù)據(jù) END ledmux。 輸入 數(shù)據(jù) ledaddr :IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 USE 。 （ 2）多路選通器 電子密碼鎖設(shè)計 23 圖 44 多路選通器的程序源代碼 LIBRARY IEEE。其外部接口如上圖所示。 END rtl。 END IF。 END CASE。 WHEN 0100= dataout(15 DOWNTO 12)=sdata。 WHEN 0001= dataout(7 DOWNTO 4)=sdata。139。)THEN dataout=data。)THEN 并行加載 IF(ld=39。event AND clk=39。 輸出數(shù)據(jù) END disp_buf。 串行加載數(shù)據(jù) data :IN STD_LOGIC_VECTOR(15 DOWNTO 0)。 寫信號 addr :IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 全局時鐘 ld :IN STD_LOGIC。 USE 。 CLK 為全局時鐘， LD 為同步加載使能， WR 為寫信號， ADDR 為地址輸入， SDATA 為串行加載數(shù)據(jù)， DATA 為并行加載數(shù)， DARAOUT 為輸出數(shù)據(jù)。 電子密碼鎖設(shè)計 18 總體 電路圖 圖 32 總體電路圖 電子密碼鎖設(shè)計 19 總體 電路圖工作原理 說明 CLK_1K 為時鐘信號， KEY_IN 為按鍵輸入信號， DATA_N 為數(shù)字鍵鍵數(shù)據(jù)，DATA_F 為功能鍵數(shù)據(jù)， FLAG_N 為數(shù)字鍵數(shù)據(jù)標(biāo)志， FLAG_F 為功能鍵數(shù)據(jù)標(biāo)志，CQD 為鍵盤輸入采樣時鐘， KSEL 為鍵盤掃描信號， CSR 為按鍵位置 。譯碼器的輸出采用了寄存器鎖存輸出，為了消除毛刺。 （ 10）時鐘發(fā)生器 時鐘產(chǎn)生器包含了一個計數(shù)器模塊和一個譯碼輸出模塊，是通過計數(shù)器模塊實現(xiàn)分頻。 （ 9）七段譯碼器 七段譯碼器用于把多路選通器輸出的四位二進制數(shù)變?yōu)榭梢员粩?shù)碼管直接反應(yīng)出來的氣短碼。 （ 8）多路選通器 多路選通器 將 按鍵數(shù)據(jù)緩沖器 中的輸入密碼與 掃描信號發(fā)生器 中的密碼逐位進行比較 , 當(dāng)對應(yīng)位數(shù)相同時 ,數(shù)值比較器的輸出 B = 1 然后進行下一位比較 , 否則 B=0 ,密碼錯誤信號 ERROR = 1 ,由計算器 C2 記錄密碼錯誤次數(shù) , 比較到哪位。 解鎖的過程是先輸入四位數(shù)字 ,然后按下解除電鎖鍵 ,如果輸入 的四位數(shù)字與密碼相同 ,則開鎖 。 由于此處密碼設(shè)為四位 ,如果超過四位 ,則后面的被忽略 。 （ 7）比較器 當(dāng)按下數(shù)字鍵時 ,輸入的數(shù)字在最右邊的數(shù)碼管中顯示 ,數(shù)碼管原先的數(shù)據(jù)向左移動一位 。 （ 6）密碼鎖存器 輸入 控制電 路信號由按鍵數(shù)據(jù)緩沖器產(chǎn)生的 ，在按下解鎖信號后其全部數(shù)據(jù)送入比較器，解鎖后，如果按下更改密碼按鍵，則把所有數(shù)據(jù)送入預(yù)存密碼寄存器。更短的停留時間容易采集到陡動信號，會干擾判斷。反之，如果出現(xiàn)被按下的鍵則立即進行按鍵編碼的動作，且將編碼的結(jié)果存儲于寄存器電子密碼鎖設(shè)計 16 中。 （ 5）鍵盤掃描電路 鍵盤掃描電路是用于產(chǎn)生 KY3KY0 信號，即鍵盤的行掃描信號。數(shù)字按鍵主要用來輸入數(shù)字，鍵盤所產(chǎn)生的輸出 (KX2KXO)無法直接拿來使用，因此必須由鍵盤譯碼電路來規(guī)劃每個按鍵的輸出形式，以便執(zhí)行相應(yīng)的動作。這樣就消除了抖動。 （ 2）彈跳消除電路 因為本次設(shè)計的按鍵采用機械式開關(guān)結(jié)構(gòu)，在開關(guān)切換的瞬間會在接觸點出現(xiàn)來回彈跳